Существует множество теорий о том, как зародилась жизнь на Земле. Одной из самых обсуждаемых гипотез стала теория, предложенная в 1953 году учеными Стэнли Миллером и Гарольдом Юри. В ходе своего эксперимента они смоделировали условия ранней Земли, используя воду, газовую смесь и электрические разряды, имитирующие молнии. В результате эксперимента были обнаружены аминокислоты — ключевые компоненты живых организмов.
Так родилась гипотеза Миллера-Юри, согласно которой жизнь могла зародиться в результате химических реакций в первичном океане под воздействием энергии, такой как молнии. В ходе этих реакций могли образоваться органические молекулы, послужившие основой для дальнейшего развития жизни на нашей планете.
Роль микромолний в зарождении жизни
Хотя идея возникновения жизни благодаря ударам молний звучит необычно, новое исследование подтверждает возможность такой гипотезы. Однако ученые предполагают, что раннюю Землю могли озарять не только мощные разряды, но и крошечные вспышки энергии, возникающие, например, при разбрызгивании воды в водопадах или на морских волнах.
«На древней Земле водяные брызги попадали в расщелины и омывали скалы, что могло привести к химическим реакциям», — поясняет один из авторов исследования, профессор Стэнфордского университета Ричард Заре. По его мнению, этот механизм устраняет многие слабые места в гипотезе Миллера-Юри.
Эксперимент, подтверждающий теорию
Чтобы проверить свою гипотезу, Заре и его команда провели эксперимент, изучая, как капли воды приобретают электрический заряд при разбрызгивании. Выяснилось, что мелкие капли воды заряжаются отрицательно, а более крупные — положительно. Когда эти капли сближаются, между ними возникает эффект «микромолнии» — миниатюрные электрические разряды, аналогичные тем, что происходят в грозовых облаках, но в значительно меньших масштабах.
Для фиксации этих разрядов, слишком слабых для человеческого глаза, исследователи использовали высокоскоростные камеры. Несмотря на малые размеры, вспышки обладали значительной энергией.
Химическая реакция и образование органических молекул
В ходе следующего этапа эксперимента ученые распылили воду комнатной температуры в газовую смесь, содержащую углекислый газ, азот, аммиак и метан — газы, которые, как считается, присутствовали в атмосфере ранней Земли. Как и ожидалось, при контакте капель воды с газовой средой возникали микромолнии.
Эта реакция привела к образованию органических молекул, в том числе глицина (аминокислоты) и урацила (важного компонента РНК). «Наши исследования показывают, что микроэлектрические разряды между заряженными каплями воды способны формировать органические молекулы, аналогично тому, что наблюдалось в эксперименте Миллера-Юри. Это новый механизм пребиотического синтеза веществ, необходимых для жизни», — отметил Заре.
Результаты исследования были опубликованы в научном журнале Science Advances.
